装置档案 CHE-05化工一部 密级:内部学习
CHE-05化工区 · 化工一部

乙烯

Ethylene
加工能力
80 万吨/年
操作弹性
60% ~ 110%
年开工时数
8000 小时
投产日期
2014-02-27 投产
乙烯
Exhibit 1 · 装置实景裂解炉方块结构+多座精馏塔群
80万吨/年
设计加工能力
8,000小时
年开工时数
11
主要产物
109,800
占地面积
Executive Summary · 执行摘要
01 / 定位

定位要点

全厂化工区的「龙头」装置,也是整个炼化一体化把原油转成化工品的枢纽:它把石脑油、加氢尾油、芳烃抽余油、LPG 等轻烃原料在高温裂解炉中裂解,再经急冷、压缩、碱洗、干燥、加氢、冷/热分离、甲烷化,生产出聚合级乙烯和聚合级丙烯,送到 HDPE、LLDPE、EO/EG、丁辛醇、PP 等下游装置——没有乙烯

SRC 规程 1.1
02 / 财务

财务要点

主要产品产量:乙烯 80 万吨/年 + 丙烯 40 万吨/年。

SRC 规程 1.1 / 1.2.7
01

装置概况

Unit Profile
Key
Takeaway
全厂化工区的「龙头」装置,也是整个炼化一体化把原油转成化工品的枢纽:它把石脑油、加氢尾油、芳烃抽余油、LPG 等轻烃原料在高温裂解炉中裂解,再经急冷、压缩、碱洗、干燥、加氢、冷/热分离、甲烷化,生产出聚合级乙烯和聚合级丙烯,送到 HDPE、LLDPE、EO/EG、丁辛醇、PP 等下游装置——没有乙烯装置,化工区所有下游聚合装置都没有原料,因此它的负荷和开工率直接决定整个化工区的产出上限。装置按 80 万吨/年乙烯、年操作 8000 小时设计,操作弹性 60%~110%,定员 120 人、四班二运转;同时配套 35 万吨/年裂解汽油加氢、32.5 t/h 碳四加氢和 7.375 t/h 废碱氧化单元。采用美国 S&W 公司专利技术,裂解用 7 台 USC-176U 型超选择性液体裂解炉 + 1 台 USC-12M 型气体裂解炉(立式双炉膛管式炉,可实现分炉膛裂解/清焦,即不停炉切换,保障长周期运行);分离采用前脱丙烷、前加氢、双塔…
Table 1-1 · 装置基础参数
参数项数值 / 说明
设计规模800
装置规模万吨/年乙烯
负荷调节范围60% ~ 110%
年运行时数8000
倒班制度四班二运转
定员120
面积(m²)109800
原料加氢尾油、石脑油 A/B、芳烃抽余油、LPG、丙烷、重碳四、减压柴油等
投产时间2014-02-27 投产
建设历程2009-09-09 开工 → 2012-12-26 中交 → 2014-02-27 投产
设计/施工单位美国 S&W 工程公司工艺包设计 + 中国寰球工程公司初步设计和详细设计
专利技术• 美国 S&W 公司乙烯分离专利技术(含 USC-176U/U 超选择性裂解炉、HRS 热集成精馏系统)
• 法国 AXENS 公司裂解汽油加氢及碳四加氢专利技术
• S&W 废碱湿式空气氧化(WAO)
Shutdown Overhauls• 2018 年低压甲烷氢流程改造 + 碳四不凝气回收 + 空气预热器增加 + E-1357 旁路
• 2023 年裂解汽油加氢流程切换 + 乙烯优化调整
主要组成• 原料预热系统(E-1101/E-1105 等)
• 7 台 USC-176U 型液体裂解炉 + 1 台 USC-12M 气体裂解炉(八开一备)
• 急冷油系统、急冷水系统、稀释蒸汽发生系统
• 裂解气压缩机 K-1300(五段压缩)
• 高/低压双塔脱丙烷(前脱丙烷流程)
• 碱洗塔(脱 H2S/CO2/COS)
• 碳二前加氢反应器 R-1360(钯系催化剂脱乙炔)
• 脱甲烷塔、脱乙烷塔、乙烯精馏塔(与乙烯机组成开式热泵)
• 丙烯精馏塔 + 丙烯制冷压缩机 + 乙烯制冷压缩机(复叠制冷)
• 35 万吨/年裂解汽油加氢单元(AXENS 一/二段加氢)
• 32.5 t/h 碳四加氢单元(AXENS 单床液相加氢)
• 7.375 t/h 废碱氧化单元(S&W 湿式空气氧化 WAO)
装置类型管式炉蒸汽热裂解 + 深冷分离 + 前脱丙烷/前加氢 + 乙烯塔开式热泵
范围说明包含裂解、急冷、压缩、冷分离、热分离、制冷、废碱氧化、汽油加氢和公用工程等单元;汽油加氢单元规模 35 万吨/年、碳四加氢单元 32.5 t/h
资料来源:《乙烯操作规程》CH/WJ 204.614-2024 v6.0。
02

工艺原理

Process Principle
Key
Takeaway
裂解反应遵循 F.O.Rice 自由基反应机理:高温下烃类断链产生自由基,经氢转移、自由基分解等链增长反应生成乙烯、丙烯等小分子烯烃。本装置采用部分前脱丙烷/前加氢工艺,利用裂解气自身的氢气在钯催化剂上加氢脱除乙炔;深冷分离通过冷箱+精馏塔将裂解气按组分沸点差异逐个分离;乙烯精馏塔与乙烯压缩机组成开式热泵降低能耗。
详细说明
  • 裂解反应为自由基反应:链引发(290~335 kJ/mol 活化能,要求高温)→ 链增长(夺氢、自由基分解、异构化、加成)→ 链终止(自由基结合或歧化)
  • 一次反应:原料烃裂解生成乙烯、丙烯、丁二烯(生产希望);二次反应:乙烯/丙烯继续反应生成炔烃、二烯烃、芳烃、焦(生产不希望,须抑制)
  • 工程上加入稀释蒸汽降低烃分压以减少结焦;管式裂解炉辐射段炉管因焦层增加需定期蒸汽/空气清焦
  • 急冷:裂解炉流出物经 SLE 线性换热器急冷产生超高压蒸汽,再用急冷油、急冷水回收低位热量
  • 碱洗:20% NaOH 溶液中和裂解气中 H2S、CO2、COS、CS2 等酸性杂质
  • 前加氢:在分离氢气之前,利用裂解气自身氢气在钯催化剂上将乙炔加氢生成乙烯(无需外给氢)
  • 深冷分离:多股物料在冷箱中换热,-101℃/-83℃/-61℃ 乙烯冷剂和 -37℃/-21℃/-7℃/7℃ 丙烯冷剂分级制冷
  • 甲烷化:CO + 3H2 → CH4 + H2O(镍系催化剂脱除氢气中 CO)
  • 乙烯精馏塔与乙烯压缩机组成开式热泵:压缩机直接吸入塔顶低温乙烯,压缩提高冷凝温度后一部分作塔釜再沸器加热剂,另一部分作产品采出
  • 废碱氧化(WAO):湿式空气氧化将 Na2S 转化为 Na2SO4,pH 由 13-14 调至 8.5-9 后送生物废水处理
资料来源:规程工艺原理章节。
03

工艺流程

Process Flow
Key
Takeaway
原料预热 → 裂解炉(7 液体 + 1 气体) → 急冷(油+水) → 裂解气压缩(5 段) → 高/低压脱丙烷 → 碱洗 → 碳二前加氢 → 脱甲烷/脱乙烷 → 乙烯精馏(开式热泵) → 丙烯精馏;副产品:裂解汽油加氢、碳四加氢、废碱氧化
Table 3-1 · 主流程链 · 16 道工序
工序
01石脑油/加氢尾油/芳烃抽余油/LPG/丙烷等
02原料预热(E-1101/E-1105)
03裂解炉 F-1110~1170(USC-176U/USC-12M)
04急冷油塔 C-1210 + 急冷水塔 C-1220
05裂解气压缩机 K-1300
06脱丙烷塔(高压+低压)
07碱洗塔
08碳二加氢 R-1360
09脱甲烷塔
10脱乙烷塔
11乙烯精馏塔 C-1440(开式热泵)
12丙烯精馏塔;副产品:裂解汽油
13加氢单元(AXENS)
14送芳烃抽提;裂解碳四
15丁二烯装置;废碱
16湿式空气氧化
资料来源:规程工艺流程章节。
侧线产品
  • 聚合级乙烯:100 t/h → HDPE、LLDPE、EO/EG 等装置
  • 聚合级丙烯:50 t/h → 丁辛醇及 PP 装置
  • 氢气:3.4 t/h → 装置加氢及外送
  • 甲烷/氢:44.15 t/h → 裂解炉燃料
  • 裂解碳四:34.3 t/h → 丁二烯装置
  • 裂解燃料油:16.04 t/h → 罐区销售/自备电站燃料
  • 加氢汽油:35.1~41.95 t/h → 芳烃抽提装置
  • 加氢碳九:5.85~9.17 t/h → 罐区销售
  • 加氢碳四/碳五:做裂解原料
04

投入产出物料

Material Balance
Key
Takeaway
9 项,前三大(聚合级乙烯、聚合级丙烯、甲烷/氢)合计占 54.3%(1,553.2 万吨/年),是排产与效益测算的主要抓手。
Exhibit 4-1 · 产品构成帕累托分析(按万吨/年)
Bar = 各项数值(按最大值归一) │ Line = 累计占比 %
项目数值(按最大值归一)万吨/年累计
聚合级乙烯HDPE、LLDPE、EO/EG 等装置80027.94
聚合级丙烯丁辛醇及 PP 装置40041.91
甲烷/氢裂解炉燃料353.254.25
加氢汽油(工况2A)芳烃抽提装置335.6165.97
加氢汽油(工况1B)芳烃抽提装置280.9475.79
裂解碳四丁二烯装置274.0685.36
加氢碳四(工况2A)裂解原料263.8894.57
裂解燃料油罐区销售/自备电站燃料128.3499.06
氢气装置加氢及外送27100.00
前三大项其他项累计占比 %
年运行时数8000
进料工况
名称合计(万吨/年)Feed Per T Ethylene
工况1A(轻原料,石脑油A+加氢尾油)2277.42.84
工况1B2230.42.79
工况2A(重原料,石脑油B+加氢尾油+减压柴油)2404.03.01
工况2B2365.02.96
Feed 1A Detail Kt Year
加氢尾油820
石脑油A640
芳烃抽余油300
丙烷55
LPG202.4
重碳四100
碳四抽余液150
含炔碳四10
Feed 2A Detail Kt Year
加氢尾油820
减压柴油249
石脑油B775
芳烃抽余油300
重碳四100
碳四抽余液150
含炔碳四10
产品
名称T(/h)万吨/年主要去向
聚合级乙烯100800.0HDPE、LLDPE、EO/EG 等装置
聚合级丙烯50400.0丁辛醇及 PP 装置
氢气3.427.0装置加氢及外送
甲烷/氢44.15353.2裂解炉燃料
裂解碳四34.3274.06丁二烯装置
裂解燃料油16.04128.34罐区销售/自备电站燃料
加氢汽油(工况1B)35.1280.94芳烃抽提装置
加氢汽油(工况2A)41.95335.61芳烃抽提装置
加氢碳九5.85~9.1746.8~73.4罐区销售
加氢碳五(回炉)7.91~11.1163.3~88.9裂解原料
加氢碳四(工况2A)32.985263.88裂解原料
副产品
名称T(/h)万吨/年主要去向
氢气3.427.0装置加氢及外送
裂解碳四34.3274.06丁二烯装置
加氢汽油(工况1B / 工况2A)35.1 / 41.95280.94 / 335.61芳烃抽提装置
加氢碳九馏分5.85~9.1746.8~73.4罐区销售
裂解燃料油16.04128.34罐区销售/自备电站燃料
副产品说明规程 1.1.1.1 明确「主要产品有聚合级乙烯和聚合级丙烯;主要副产品有氢气、裂解碳四、加氢汽油、碳九馏分、裂解燃料油等」。上表副产品明细与 products 表同源,此处按规程副产品口径单独列出,便于区分主产品(乙烯、丙烯)与副产品;加氢碳五 63.3~88.9 千吨/年全部回裂解炉作原料,未计入副产品外售。
资料来源:规程物料平衡章节。口径以规程原表为准,未做补全或估算。
05

公用工程与三剂

Utilities & Chemicals
生产水(m³/h)20
生产水(m³/年)160000
循环水(m³/h)40723
循环水(m³/年)325784000
脱盐水(m³/h)181.8
脱盐水(m³/年)1454400
蒸汽(t/h)
超高压蒸汽 12 MPa / 520℃(自产)388.64
4 MPa / 370~420℃ 高压蒸汽消耗-16.1
1.2 MPa / 260~290℃ 中压蒸汽消耗-36
0.4 MPa / 190~220℃ 低压蒸汽消耗9.4
冷凝液输出-134.6
电(kW)
总运行功率 kW10140
年耗电(kWh)81120000
仪表风(Nm³/h)3500
仪表风(Nm³/年)28000000
工厂风(Nm³/h)2000
工厂风(Nm³/年)16000000
氮气 99.99%(Nm³/h)480
氮气(Nm³/年)3840000
烧焦风(Nm³/h)0
化学品(kg/年)
名称用量说明
碱(20%氢氧化钠溶液)28128000连续,碱洗塔
硫酸(93wt%)576000连续,废碱中和
二甲基二硫(DMDS)200000连续(炉区)+ 间歇(汽油加氢催化剂硫化)
裂解气压缩机阻聚剂47959连续
破乳剂45000连续
碳三/碳四阻聚剂35666连续
黄油抑制剂33582连续
丙醇30333间歇
急冷油塔阻聚剂30000连续
急冷油塔减粘剂30000连续
除氧器缓蚀剂24000连续
腐蚀抑制剂24000连续
除氧剂20000连续
工艺水消泡剂20000连续
工艺水缓蚀剂 Na2SO313000连续
膜胺10000连续
汽油加氢产品抗氧剂8000连续
磷酸盐733.3连续
中和剂(吗啉)2333连续
资料来源:规程公用工程消耗 / 三剂消耗章节。
06

装置能耗

Energy Consumption
计算标准综合能耗计算(按工况 1A/1B/2A/2B 四种)
总能耗 kg 标油/t 乙烯
工况 1A 预期值564.2
工况 2A 预期值570.2
工况 1B 预期值546.3
工况 2B 预期值553.8
工况 1A 保证值592.5
工况 2A 保证值598.7
工况 1B 保证值573.6
工况 2B 保证值581.5
说明 1预期值口径:仅含乙烯裂解和分离部分,不含废碱氧化、汽油加氢、碳四加氢、裂解炉热备能耗
说明 2保证值 = 预期值 × 1.05
工况 1A 能耗构成(Gcal/h)
项目消耗量Gcal/h
燃料气535 Gcal/h535
超高压蒸汽 12MPa0 t/h0
高压蒸汽 4MPa-16.1 t/h-14.2
中压蒸汽 1.2MPa-36 t/h-27.4
低压蒸汽 0.4MPa9.4 t/h6.2
除盐水181.8 t/h4.2
冷凝液(回收)-134.6 t/h-9.96
循环水40723 m3/h40.7
生产水20 m3/h0.034
10140 kW28.7
仪表空气3500 Nm3/h0.12
工厂空气2000 Nm3/h0.066
氮气480 Nm3/h0.72
合计564.2
结构说明综合能耗按四种工况给出(kg 标油/t 乙烯):预期值 1A 564.2、2A 570.2、1B 546.3、2B 553.8;保证值 = 预期值 ×1.05(1A 592.5、2A 598.7、1B 573.6、2B 581.5)。以工况 1A 为例(分项按 Gcal/h 列示,在 100 t/h 乙烯产量下与 kg 标油/t 数值等同),能耗几乎全部来自燃料气:裂解炉燃料气 535 Gcal/h,占 94.8%——这是裂解装置的本质特征,裂解反应本身是强吸热过程,热量全部由裂解炉烧燃料气提供,故本装置是典型的「燃料主型」装置,燃料气价格(而非电价)是能耗成本的第一敏感变量。其余项:循环水 40723 m³/h → 40.7 Gcal/h(7.2%);电 10140 kW → 28.7 Gcal/h(5.1%),主要为裂解气压缩机、丙烯/乙烯制冷压缩机;低压蒸汽 0.4MPa 9.4 t/h → 6.2(1.1%);除盐水 181.8 t/h → 4.2(0.7%);氮气 480 Nm³/h → 0.72(0.1%);生产水、仪表空气、工厂空气合计不足 0.1%。负项(本装置自产并外送,属能耗抵扣):中压蒸汽 1.2MPa -36 t/h → -27.4 Gcal/h(抵扣 4.9%);高压蒸汽 4.0MPa -16.1 t/h → -14.2(抵扣 2.5%);冷凝液 -134.6 t/h → -9.96(抵扣 1.8%);超高压蒸汽 12MPa 消耗量为 0。即本装置在消耗大量燃料气的同时,通过裂解炉废热锅炉(TLE)副产并向管网外送高/中压蒸汽,是化工区蒸汽的净输出方而非净消耗方——核算时不能只看支出项,净口径才是真实能耗。重要口径提示(规程 note):上述预期值仅含乙烯裂解和分离部分,不含废碱氧化、汽油加氢、碳四加氢、裂解炉热备能耗,因此与本装置全口径能耗存在系统性差异。
资料来源:规程能耗计算章节。计算标准见规程原文。
07

装置关联

Unit Interconnections
Key
Takeaway
上游 3 项,下游 9 项。上游断料即本装置降负荷或停工。

上游进料 · 3 项

加氢尾油/石脑油/芳烃抽余油
输送方式:管线 说明:自厂内炼油装置/罐区
LPG/丙烷
输送方式:管线 说明:罐区或上游装置
重碳四/碳四抽余液
输送方式:管线 说明:丁二烯装置或罐区
乙烯
化工一部

下游去向 · 9 项

HDPE 装置
物料:聚合级乙烯 输送方式:管线
LLDPE 装置
物料:聚合级乙烯 输送方式:管线
EO/EG 装置
物料:聚合级乙烯 输送方式:管线
丁辛醇装置
物料:聚合级丙烯 输送方式:管线
PP 装置
物料:聚合级丙烯 输送方式:管线
丁二烯装置
物料:裂解碳四 27.4 万吨/年 输送方式:管线
芳烃抽提装置
物料:加氢汽油 28~33.6 万吨/年 输送方式:管线
罐区
物料:裂解燃料油 12.8 万吨/年 + 加氢碳九 4.7~7.3 万吨/年 输送方式:管线
自备电站
物料:甲烷/氢 35.3 万吨/年(作裂解炉燃料,自产自用) 输送方式:管线
装置内循环
  • 循环乙烷(12.94 万吨/年)和循环丙烷(3.68 万吨/年)返回裂解炉
  • 加氢碳四/碳五返回裂解炉作原料
  • 废碱液 → 废碱氧化单元 → 中和 → 送生物废水处理
资料来源:规程上下游关联章节。
08

行业技术特点

Industry Position
规模等级国内大型乙烯装置(80 万吨级)
装置类型管式炉蒸汽热裂解 + 深冷分离(S&W 工艺)
设计单位美国 S&W 工程公司(工艺包)+ 中国寰球工程公司(初步设计/详细设计)
技术许可方
  • 美国 S&W 公司乙烯技术
  • 法国 AXENS 汽油加氢/碳四加氢技术
关键技术
  • S&W 超选择性 USC-176U 液体裂解炉 + USC-12M 气体裂解炉(停留时间约 0.2 秒)
  • S&W 与 Borsig 共同开发的 SLE 线性换热器(急冷 + 副产超高压蒸汽)
  • S&W RIPPLITRAY 波纹塔盘(高效、大流通量、低压降、不易结焦)
  • 高/低压双塔脱丙烷(前脱丙烷流程),高压脱丙烷与裂解气压缩机五段组成开式热泵
  • S&W HRS(热集成精馏系统):通过提高冷剂温度、减少冷却负荷降低能耗
  • 双塔脱甲烷工艺:约 40% 混合 C2 不经脱乙烷塔直接去乙烯精馏塔
  • 乙烯精馏塔与乙烯压缩机组成开式热泵,降低塔高与塔盘数
  • 废碱湿式空气氧化(WAO)处理废碱,pH 由 13-14 调至 8.5-9
  • 汽油加氢 AXENS 一/二段加氢工艺,前脱戊烷和后脱戊烷两种操作工况
  • 碳四加氢 AXENS 单床液相加氢工艺
2023 年大检修
  • 裂解汽油加氢流程切换项目实施
  • 乙烯优化调整项目实施
环保合规执行国家及行业环保排放标准
资料来源:规程装置概况 / 技术特点章节。
09

财务关注点

Financial Focus
加工能力
80万吨/年乙烯
SRC 规程 1.1.1.1
原料合计(工况 1A)
227.74万吨/年(不含循环乙/丙/加氢C5)
SRC 规程 1.2.7.1 工况1A
原料合计(工况 2A)
240.40万吨/年(含减压柴油)
SRC 规程 1.2.7.1 工况2A
吨乙烯进料单耗(工况 1A)
2.84吨/吨乙烯
SRC 规程 1.2.7.1
吨乙烯进料单耗(工况 2A)
3.01吨/吨乙烯
SRC 规程 1.2.7.1
单位能耗(工况 1A)
564.2kg 标油/吨乙烯(预期值)
SRC 规程 1.2.7.4
单位能耗保证值(工况 1A)
592.5kg 标油/吨乙烯(保证值)
SRC 规程 1.2.7.4
单位能耗(工况 2A)
570.2kg 标油/吨乙烯(预期值)
SRC 规程 1.2.7.4
电合计
10140kW(运行功率)
SRC 规程 1.2.7.3
主要产品产量
乙烯 80 万吨/年 + 丙烯 40 万吨/年
SRC 规程 1.3.1
副产品量
氢气 2.7 万吨/年 + 甲烷/氢 35.3 万吨/年 + 裂解碳四 27.4 万吨/年 + 裂解燃料油 12.8 万…
氢气 2.7 万吨/年 + 甲烷/氢 35.3 万吨/年 + 裂解碳四 27.4 万吨/年 + 裂解燃料油 12.8 万吨/年 + 加氢汽油 28~33.6 万吨/年
SRC 规程 1.3.1-1.3.2
碱年耗
20% NaOH 28128 t/年 + 93% H2SO4 576 t/年
SRC 规程 1.2.7.5
行业对标
国内大型乙烯装置(80 万吨级,S&W 工艺)
Note · 核算口径提示
1. 数据边界:本页所有数据均摘自规程原文,未做估算、外推或行业平均值填补。 缺失字段标注为「待补充」。
2. 口径一致性:物料量为规程设计值 / 典型工况值,非实际核算数据, 用于学习与量级判断。
3. 检修与折旧:涉及大修周期的装置,费用计提须按实际周期平滑, 避免年度间大幅波动。